山体滑坡地质灾害基本特征及稳定性分析

2020-07-21张明翠

四川建筑 2020年1期

张明翠，周平，刘敏

(云南省公路工程监理咨询有限公司，云南昆明 610031)

1 研究背景

勘查区位于强烈深切割地貌高山顶部一缓斜坡台地上，后缘为高差30～70m的山体，前缘为陡崖临空，左侧为一冲沟，右侧与后缘山体重合。该滑坡属于较为典型的浅～中层土质推移式滑坡，滑动方向约为116 °。滑坡长约800m，宽约1 200m，滑体厚5～10m，体积375×104m3左右。

1.1 水文地质条件

工作区内地表水主要为水田灌溉水及池塘水，无较大河流、湖泊等大的水体存在，在滑坡区左边界及中部有四条季节性冲沟，四条沟内存在常年间歇性水流，海拔标高1 250～1 110m，高差140m，沟床纵坡将比160 ‰。沟水主要来源于降雨及水田灌溉水补给，水量主要随大气降水变化，流量较小，为1～1.6L/s，滑坡左侧边沟内层状砂质泥岩出露。

1.2 工程地质条件

本滑坡区域工程地质主要为第四系全新统粉质黏土夹碎石(Q4dl+el)：粉质黏土、块碎石，据钻探揭露该层埋深较大，所有钻孔均有揭露粉质黏土及块碎石土，块碎石成分主要为粉砂岩、泥质粉砂岩，块碎石含量一般20 %～40 %，较松散，物理力学性质主要受碎石含量多少而变化，根据区域经验值和规范取值，其承载力特征值取150～200kPa。防治工程布置地段滑体土厚度6.70～20.90m，抗滑桩应嵌入强—中风化砂泥岩互层内1/3～1/2桩长。

2 山体滑坡地质灾害

2.1 滑坡规模及边界范围

按照《滑坡防治工程勘查规范》中规定，其规模属于大型滑坡。滑体主要为粉质黏土，局部为块碎石土，滑坡体上方主要为水田，地表水较丰富，滑坡区地形较平缓。根据现场踏勘调查，滑坡体上多处可见似基岩的地层，但其产状十分凌乱，此外本次形成的后缘拉裂缝从20世纪80年代起一直贯通到滑坡最右边界位置，据此推断该滑坡为古滑坡，在特大降雨条件的激发下古滑坡再次复活造成表层蠕动变形。因此，根据滑坡体变形强烈程度本次将滑坡分为两个变形区：强变形Ⅰ区和弱变形Ⅱ区。

(1)强变形Ⅰ区：总体地貌特征为，平面上近似为正方形，后缘依然以山体为界，左侧以深切冲沟为左边界，右侧以滑坡体最右侧的剪切裂缝右边的凹地为Ⅰ区右边界，前缘为陡崖临空。强变形Ⅰ区后缘高程1 256m左右，前缘高程1 135m，高差120m左右，前缘为陡崖临空。强变形Ⅰ区滑坡方向约为116 °，滑体长约800m，宽约800m，滑体厚5～10m，体积约为300×104m3左右，为浅～中层滑坡。该滑坡后缘形成2～3条近于平行的阵式拉裂缝，这些拉裂缝横向上基本贯通，长度可达600m，最大拉裂缝宽度可达94cm，在后缘形成20～70cm的错台，造成多家房屋严重受损，甚至有2家房屋倒塌破坏。在强变形Ⅰ区左侧左缘形成剪羽状裂缝。

(2)弱变形Ⅱ区：总体地貌特征为，平面上近似为倒放的三角形，后缘依然以山体为界，右侧与后缘重合，左侧以滑坡体剪切裂缝右边的凹地为Ⅱ区左边界，前缘为陡崖临空。弱变形Ⅱ区后缘高程1 242～1 225m左右，前缘高程1 188m，高差50m左右，前缘为陡崖临空。弱变形Ⅱ区滑坡方向约为116 °，滑体长约320m，宽约440m，滑体厚度5m左右，体积约为75×104m3左右，为浅～中层滑坡。在本次实地勘察过程中，未发现Ⅱ区内有变形迹象，并以弱变形区来区分。

2.2 滑坡变形特征

在地质灾害排查期间，山脚村乔家院子滑坡后缘已形成两条近于平行间隔约10～15m左右的阵式排列的拉裂缝，后缘拉裂缝基本贯通，延伸长达700m，裂缝宽度一般5～15cm，最宽可达94cm，并形成错台，错台高30～70cm；在滑坡的右侧还发育了多条羽状剪切裂缝，这条基本贯通的裂缝造成裂缝附近的房屋不同程度受损，其中有两家的房屋倒塌，多家房屋墙体开裂变形破坏；滑坡前部可见水泥路面拱起(图1)，水池受挤压变形破坏较严重，几家房屋变形较严重。在又一次强降雨过程中，造成山脚滑坡再次变形加剧，根据调查，山脚村乔家院子滑坡共造成2户房屋倒塌，7户房屋严重变形破坏而无法居住，另外有26户房屋也受达不同程度损害，房屋墙体开裂最大宽度可达40cm，大多为2～50mm。

图1 滑坡前部路面拱起

在强变形Ⅰ区，目前滑坡体上大部分为农田，其中水田占70 %左右，滑坡体上有四条纵向的灌溉水渠，根据现场调查，这四条水渠存在多处裂缝或断裂，水渠中的水部分渗入地下；再加上水田中的水也在不断的渗入地下，在特大降雨的激发下引发了古滑坡表层滑坡复活，造成了不同程度的损失。山脚滑坡强变形Ⅰ区目前处于不稳定状态。

在弱变形Ⅱ区，目前滑坡体上未发现有变形迹象，同时最近几年没发生的变形迹象，但滑坡体上大部分为水田，在水田中的水不断入渗或在连续降雨情况下，弱变形Ⅱ区也有复活的可能性。山脚滑坡弱变Ⅱ区目前处欠稳定状态。

根据变形情况推测出滑坡后缘位于拉裂缝处，前缘剪出口位置应位于被破坏的水池及路面拱起位置附近。根据现场调查，推测滑坡两处变形区均是由于灌溉水渠水及水田水入渗并在强降雨的激发下引起的推移式土层滑坡。

3 滑坡稳定性分析

3.1 滑坡岩土体物理力学参数

计算采用的岩土物理力学参数合理与否，是计算评价滑坡稳定性的关键，其中滑带土的抗剪强度参数C、取值更是关系重大。一般采用如下途径选取岩土物理力学参数。

3.1.1 滑体土容重

滑体物质重度选取：由于滑体物质为第四系松散堆积物，通过大容重试验和室内土工试验数据，滑坡区粉质黏土天然重度平均值18.4kN/m3，饱和重度18.9kN/m3；碎石土天然重度平均值20.3kN/m3，饱和重度20.5kN/m3。

3.1.2 土体抗剪强度参数

山脚滑坡滑带土物理力学参数见表1。

表1 勘查室内试验所得的滑带土抗剪强度参数

结合滑坡目前变形情况，确定其稳定性系数，以此进行滑坡滑带土的抗剪强度参数反演(表2)。

根据勘查试验数据和参数反演分析，结合工程类比分析，最终确定滑带土的抗剪强度参数，见表3。

表3 稳定性计算滑带土抗剪强度参数

3.2 稳定性计算成果分析

按照上述工况及方法进行滑坡稳定性计算，计算结果汇总于表4。根据计算结果，对不稳定进行稳定性分析评价，将稳定性划分为四级：稳定系数Fs≥1.15为稳定，1.15>Fs≥1.05基本稳定，1.05>Fs≥1.0为欠稳定，Fs<1.0为不稳定。根据滑坡区地表及建筑物变形情况，将滑坡分为强变形Ⅰ区和弱变形Ⅱ区，在强变形Ⅰ区共布设纵断面4条，在弱变形Ⅱ区布设纵断面1条。本次对5条剖面分别进行了稳定性计算及成果分析。

表4 滑坡稳定性和推力计算成果表

分析表4中各剖面在各工况下的剩余下滑力，得出滑坡强变形Ⅰ区工况Ⅰ(天然工况)下滑坡处于稳定状态，工况Ⅱ(自重+暴雨工况)下滑坡处于欠稳定状态，工况Ⅲ(自重+地震工况)下滑坡处于基本稳定状态；滑坡弱变形Ⅱ区在工况Ⅰ(天然工况)下滑坡处于稳定状态，工况Ⅱ(自重+暴雨工况)下滑坡处于基本稳定状态，工况Ⅲ(自重+地震工况)下滑坡处于稳定状态。